Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique - UMR 5509

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Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
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Soutenance de thèse ECL

Alexis BARGE

Mardi 12 juin à 10h en amphi 203 - Bâtiment W1, ECL

Alexis BARGE

Titre : Propriétés lagrangiennes de l’accélération turbulente des particules fluides et inertielles dans un écoulement avec un cisaillement homogène : DNS et nouveaux modèles de sous-maille pour la LES.

Jury :
Guillaume BALARAC - LEGI, Grenoble-INP
Mickael BOURGOIN - ENS de Lyon
Luminita DANAILA - CORIA, Université de Rouen — Rapporteur
Nicolas MORDANT - LEGI, Université Grenoble-Alpes
Anne TANIERE - LEMTA, Université de Lorraine — Rapporteur
Mikhael GOROKHOVSKI - LMFA, École Centrale de Lyon — Directeur de thèse

Résumé :
Ce travail de thèse porte sur l’étude de l’accélération de particules fluides et inertielles en déplacement dans une turbulence soumise à un gradient de vitesse moyen. L’objectif est de récupérer des données de référence afin de développer des modèles LES stochastiques pour la prédiction de l’accélération de sous-maille et l’accélération de particules inertielles dans des conditions inhomogènes. La modélisation de l’accélération de sous-maille est effectuée à l’aide de l’approche LES-SSAM introduite par Sabel’nikov, Chtab et Gorokhovski (EPJB 80:177). L’accélération est modélisée à l’aide de deux modèles stochastiques indépendants : un processus log-normal d’Ornstein-Uhlenbeck pour la norme d’accélération et un processus stochastique Ornstein-Uhlenbeck basé sur le calcul de Stratonovich pour les composantes du vecteur d’orientation de l’accélération. L’approche est utilisée pour la simulation de particules fluides et inertielles dans le cas d’une turbulence homogène isotrope et dans un cisaillement homogène. Les résultats montrent une amélioration des statistiques à petites échelles par rapport aux LES classiques. La modélisation de l’accélération des particules inertielles dans le cisaillement homogène est effectuée avec l’approche LES-STRIP introduite par Gorokhovski et Zamansky (PRF 3:034602) et est modélisée avec deux modèles stochastiques indépendants de manière similaire à l’accélération de sous-maille. Nos calculs montrent une amélioration de l’accélération et de la vitesse des particules lorsque le modèle STRIP est utilisé. Enfin dans une dernière partie, nous présentons une équation pour décrire ponctuellement la dynamique de particules de taille supérieure à l’échelle de Kolmogorov dans une turbulence homogène isotrope calculée par DNS. Les résultats sont comparés avec l’expérience et montrent que cette description reproduit bien les propriétés dynamiques des particules.

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